하천 인근 지하수 이용 현황 및 관리 개선방향에 관한 연구

정일문,홍성훈,이정우,김민규 대한지질공학회 2017 지질공학 Vol.27 No.4

Excessive abstraction of groundwater near streams for agricultural, domestic, or industrial use can significantly reduce the streamflow. Therefore, proper management of water resources must involve careful monitoring of groundwater use near streams. This study investigates the current status of groundwater intake plans in the Anseongcheon watershed, Korea, in order to understand the portion of groundwater wells according to distance from the stream and the distribution of wells near the stream. Among all the wells in the watershed, 20.5% were permitted and 31.3% were declared within 300m from the stream. In particular, among the wells located near streams, 11.4% were permitted and 88.6% were declared among the wells near streams. Therefore, the total amount of groundwater pumping rates from the declared wells is much higher than that from the permitted wells near the stream. Under current guidelines, investigations of the impact of groundwater use near a stream on streamflow depletion should only consider wells permitted by groundwater law. However, prudent management should also pay attention to declared wells, given their large number. 천 인근에서 농경지 경작 및 생공용수 등의 이용을 위한 과도한 지하수의 취수는 하천수량 감소의 주요 원인으로 인식되고 있다. 따라서 수자원 관리에 있어서 하천 인근 지하수 관리는 매우 중요하며, 이를 위해서는 하천 인근 지하수 정보 파악이우선되어야 한다. 본 연구에서는 하천으로부터의 이격거리에 따른 지하수 관정의 비율과 하천 인근에 포함된 관정의 분포 특성을 파악하기 위해 안성천 유역을 대상으로 지하수 취수계획량 현황을 조사하였다. 안성천 수계 전체 관정 중 하천 인근에 포함된 허가관정의 취수계획량 비율은 20.6%, 하천 인근에 포함된 신고관정의 경우는 31.3%로 나타났다. 하지만 하천 인근 관정의 전체 취수계획량 중 허가관정은 11.4%, 신고관정은 88.6%에 해당하는 것으로 나타나 하천인근에서 신고관정의 취수비율이월등히 높은 것으로 분석되었다. 현재까지는 지하수법에 의해 하천 인근 지하수 개발시 단지 허가관정에 대해서만 의무적으로지하수영향조사서를 작성하도록 되어있으나 하천 인근의 이용관정 중 신고관정의 양이 훨씬 많은 것을 감안하면 신고관정에 대한 적극적이면서도 신중한 관리가 필요할 것으로 판단된다.

지하수 양수량과 하천수 감소량간 상관관계식 개발

김남원,이정우,이정은,원유승,Kim, Nam Won,Lee, Jeongwoo,Lee, Jung Eun,Won, You Seung 한국수자원학회 2012 한국수자원학회논문집 Vol.45 No.12

본 연구에서는 지하수 양수에 따른 하천수 감소량을 예측할 수 있는 상관관계식을 지표수-지하수 통합모의 결과를 이용하여 유도하였다. 신둔천과 죽산천 두 개의 시험유역에 대해 지표수-지하수 통합모형 SWAT-MODFLOW을 적용하여 다양한 양수조건에 따른 하천수 감소량 자료를 모의 생성하였으며, 생성된 자료를 바탕으로 다중회귀분석을 실시하여 지하수 양수량, 하천과 양수정 이격거리, 대수층 및 하천바닥의 수리특성, 강수량 등의 함수인 하천수 감소량 산정 식을 유도, 제시하였다. 개발된 상관관계식은 하천인근 지하수 양수에 따른 하천수 영향을 평가하는데 간편하게 적용될 수 있으며, 지하수 양수량 중 하천수에 해당하는 부분인 하천수 기여도를 산정하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다. The objective of this study is to develop the relational formula to estimate the streamflow depletion due to groundwater pumping near stream, which has been statistically derived by using the simulated data. The integrated surface water and groundwater model, SWAT-MODFLOW was applied to the Sinduncheon and Juksancheon watersheds to obtain the streamflow depletion data under various pumping conditions. Through the multiple regression analyses for the simulated streamflow depletion data, the relational formula between the streamflow depletion rate and various factors such as pumping rate, distance between well and stream, hydraulic properties in/near stream, amount of rainfall was obtained. The derived relational formula is easy to apply for assessing the effects of groundwater pumping on near stream, and is expected to be a tool for estimate the streamflow contribution to the pumped water.

지하수 양수량과 하천수 감소량간 상관관계식 개발

김남원,이정우,이정은,원유승 한국수자원학회 2012 한국수자원학회논문집 Vol.45 No.12

본 연구에서는 지하수 양수에 따른 하천수 감소량을 예측할 수 있는 상관관계식을 지표수-지하수 통합모의 결과를 이용하여 유도하였다. 신둔천과 죽산천 두 개의 시험유역에 대해 지표수-지하수 통합모형 SWAT-MODFLOW을 적용하여 다양한 양수조건에 따른 하천수 감소량 자료를 모의 생성하였으며, 생성된 자료를 바탕으로 다중회귀분석을 실시하여 지하수 양수량, 하천과 양수정 이격거리, 대수층 및 하천바닥의 수리특성, 강수량 등의 함수인 하천수 감소량 산정 식을 유도, 제시하였다. 개발된 상관관계식은 하천인근 지하수 양수에 따른 하천수 영향을 평가하는데 간편하게 적용될 수 있으며, 지하수 양수량 중 하천수에 해당하는 부분인 하천수 기여도를 산정하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다. The objective of this study is to develop the relational formula to estimate the streamflow depletion due to groundwater pumping near stream, which has been statistically derived by using the simulated data. The integrated surface water and groundwater model, SWAT-MODFLOW was applied to the Sinduncheon and Juksancheon watersheds to obtain the streamflow depletion data under various pumping conditions. Through the multiple regression analyses for the simulated streamflow depletion data, the relational formula between the streamflow depletion rate and various factors such as pumping rate, distance between well and stream, hydraulic properties in/near stream, amount of rainfall was obtained. The derived relational formula is easy to apply for assessing the effects of groundwater pumping on near stream, and is expected to be a tool for estimate the streamflow contribution to the pumped water.

신둔천 유역에 대한 지하수 이용이 하천유량에 미치는 영향 분석

김남원,이정우,정일문,성지연,Kim, Nam Won,Lee, Jeongwoo,Chung, Il Moon,Sung, Gee Youne 한국수자원학회 2012 한국수자원학회논문집 Vol.45 No.12

In this study, a watershed-based surface water and groundwater integrated model, SWAT-MODFLOW was used to quantify the stream flow depletion due to groundwater pumping for the Sinduncheon watershed. Complex water use conditions such as water taken from a stream, sewage disposal release, irrigation from agricultural reservoir, groundwater pumping were considered for simulations. In particular, the model was revised to reflect the effects of reservoir operation and return flow from the used groundwater on streamflow variation. The simulated results showed that the groundwater pumping at current status has induced the decrease of more than 10% in annual average streamflow and 40% in drought flow at the outlet of the Sinduncheon watershed, The simulated results also revealed that the vast water withdrawals at green house areas during winter season have dramatically changed streamflow from April to June. The streamflow depletion was mainly attributed to pumping wells located within the distance of 300 m from the stream for Sinduncheon watershed. 본 연구에서는 지표수와 지하수의 통합거동을 유역 스케일로 장기간 모의할 수 있고 양수정의 공간분포를 고려할 수 있는 유역단위 통합수문해석모형 SWAT-MODFLOW를 이용하여 복하천 지류인 신둔천 유역에 대해 지하수 이용에 따른 하천수 감소량을 모의하였다. 하천수 취수, 하수처리수 방류, 농업용 저수지 관개, 지하수 양수 등 유역의 물 이용상황을 복합적으로 고려하였고, 특히 농업용 저수지 운영및 지하수 배출수의 회귀영향을 모의할 수 있도록 모형 개선을 수행하였다. 지하수 양수 유무에 따른 모의 결과, 신둔천 유역은 지하수 양수로 인해서 연평균 하천유량이 10% 넘게 감소하였고, 갈수량은 약 40% 만큼 감소한 것으로 평가되었다. 특히 겨울철 비닐하우스 지역의 과잉 양수로 인한 지하수위 저하 영향이 수막시설재배가 종료된 후 농번기인 4월에서 6월 동안에 크게 발생하였다. 하천과 관정간 이격거리별 지하수 이용에 따른 하천수 감소량을 모의한 결과, 신둔천 유역은 300m 이내의 관정이 하천유량감소에 지배적인 영향을 미치는 것으로 나타났다.

신둔천 유역에 대한 지하수 이용이 하천유량에 미치는 영향 분석

김남원,이정우,정일문,성지연 한국수자원학회 2012 한국수자원학회논문집 Vol.45 No.12

본 연구에서는 지표수와 지하수의 통합거동을 유역 스케일로 장기간 모의할 수 있고 양수정의 공간분포를 고려할 수 있는 유역단위 통합수문해석모형 SWAT-MODFLOW를 이용하여 복하천 지류인 신둔천 유역에 대해 지하수 이용에 따른 하천수 감소량을 모의하였다. 하천수 취수, 하수처리수 방류, 농업용 저수지 관개, 지하수 양수 등 유역의 물 이용 상황을 복합적으로 고려하였고, 특히 농업용 저수지 운영 및 지하수 배출수의 회귀 영향을 모의할 수 있도록 모형 개선을 수행하였다. 지하수 양수 유무에 따른 모의 결과, 신둔천 유역은 지하수 양수로 인해서 연평균 하천유량이 10% 넘게 감소하였고, 갈수량은 약 40% 만큼 감소한 것으로 평가되었다. 특히 겨울철 비닐하우스 지역의 과잉 양수로 인한 지하수위 저하 영향이 수막시설재배가 종료된 후 농번기인 4월에서 6월 동안에 크게 발생하였다. 하천과 관정간 이격거리별 지하수 이용에 따른 하천수 감소량을 모의한 결과, 신둔천 유역은 300m 이내의 관정이 하천유량 감소에 지배적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. In this study, a watershed-based surface water and groundwater integrated model, SWAT-MODFLOW was used to quantify the stream flow depletion due to groundwater pumping for the Sinduncheon watershed. Complex water use conditions such as water taken from a stream, sewage disposal release, irrigation from agricultural reservoir, groundwater pumping were considered for simulations. In particular, the model was revised to reflect the effects of reservoir operation and return flow from the used groundwater on streamflow variation. The simulated results showed that the groundwater pumping at current status has induced the decrease of more than 10% in annual average streamflow and 40% in drought flow at the outlet of the Sinduncheon watershed, The simulated results also revealed that the vast water withdrawals at green house areas during winter season have dramatically changed streamflow from April to June. The streamflow depletion was mainly attributed to pumping wells located within the distance of 300 m from the stream for Sinduncheon watershed.